Tổng hợp lý thuyết ôn thi môn Sinh học Lớp 11

Nội dung text: Tổng hợp lý thuyết ôn thi môn Sinh học Lớp 11

1. CHƯƠNG I: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 1. Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật a) Trao đổi nước ở thực vật - Vai trò của nước: Làm dung môi, đảm bảo sự bền vững của hệ thống keo nguyên sinh, đảm bảo hình dạng của tế bào, tham gia vào các quá trình sinh lí của cây (thoát hơi nước làm giảm nhiệt độ của cây, giúp quá trình trao đổi chất diễn ra bình thường ), ảnh hưởng đến sự phân bố của thực vật. - Hấp thụ nước: + Có 2 con đường: * Con đường qua thành tế bào - gian bào: Nhanh, không được chọn lọc. * Con đường qua chất nguyên sinh - không bào: Chậm, được chọn lọc. + Cơ chế: Thẩm thấu, do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu. - Vận chuyển nước ở thân: + Nước được vận chuyển chủ yếu bằng con đường qua mạch gỗ từ rễ lên lá. Ngoài ra còn con đường qua mạch rây, hoặc vận chuyển ngang từ mạch gỗ sang mạch rây và ngược lại. + Cơ chế: Khuếch tán do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu. Nước được vận chuyển từ rễ lên lá nhờ lực hút do thoát hơi nước của lá, lực đẩy của rễ, lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch. - Thoát hơi nước: + Có 2 con đường: * Qua khí khổng: Vận tốc lớn, được điều chỉnh. * Qua tầng cutin: Vận tốc nhỏ, không được điều chỉnh. + Cơ chế: Khuếch tán, được điều chỉnh do cơ chế đóng mở khí khổng. + Ý nghĩa của thoát hơi nước đối với đời sống thực vật: * Tạo ra sức hút nước ở rễ. * Giảm nhiệt độ bề mặt thoát hơi tránh cho lá, cây không bị đốt náng khi nhiệt độ quá cao. * Tạo điều kiện để CO2 đi vào thực hiện quá trình quang hợp, giải phóng O2 điều hoà không khí - Cân bằng nước: Tương quan giữa quá trình hấp thụ nước và thoát hơi nước, đảm bảo cho cây phát triển bình thường. Cân bằng nước được duy trì bởi tưới tiêu hợp lí: Tưới đủ lượng, đúng lúc, đúng cách. - Ảnh hưởng của điều kiện môi trường: + Ánh sáng: Tác nhân gây đóng mở khí khổng ảnh hưởng đến thoát hơi nước. + Nhiệt độ: ảnh hưởng đến hấp thụ nước ở rễ (do ảnh hưởng đến sinh trưởng và hô hấp ở rễ) và thoát hơi nước ở lá (do ảnh hưởng đến độ ẩm không khí). + Độ ẩm: Độ ẩm đất càng tăng thì quá trình hấp thụ nước tăng, độ ẩm không khí càng tăng thì sự thoát hơi nước càng giảm. + Dinh dưỡng khoáng: Hàm lượng khoáng trong đất càng cao thì áp suất dung dịch đất càng cao hấp thụ nước càng giảm. - Đặc điểm của hệ rễ thích nghi với chức năng hút nước: Rễ có khả năng ăn sâu, lan rộng, có khả năng hướng nước, trên rễ có miền hút với rất nhiều tế bào lông hút. - Đặc điểm của tế bào lông hút thích nghi với chức năng hấp thụ nước: + Thành tế bào mỏng, không thấm cutin. + Có một không bào trung tâm lớn. + Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp của rễ mạnh. - Cơ chế đóng, mở khí khổng: + Khi lượng nước trong cây lớn, do sự thay đổi của nồng độ các ion, sự thay đổi của các chất thẩm thấu áp suất thẩm thấu trong tế bào đóng tăng nước thẩm thấu vào tế bào đóng tế bào đóng no nước, mặt trong cong lại khí khổng mở. + Khi thiếu nước, hàm lượng axit abxixic tăng kích thích các bơm ion hoạt động các ion trong tế bào đóng vận chuyển ra ngoài (K+) nước thẩm thấu ra ngoài theo tế bào đóng mất nước, duỗi thẳng khí khổng đóng. b. Trao đổi khoáng và nitơ ở thực vật - Các nguyên tố khoáng được chia thành 2 nhóm: + Các nguyên tố khoáng đại lượng: Chủ yếu đóng vai trò cấu trúc của tế bào, cơ thể; điều tiết các quá trình sinh lí. + Các nguyên tố vi lượng: Chủ yếu đóng vai trò hoạt hóa các enzim. 1
2. - Quá trình hấp thụ muối khoáng theo 2 cơ chế: + Chủ động: Ngược chiều gradient nồng độ (từ nơi nồng độ thấp đến nơi nồng độ cao), cần năng lượng và chất mang. + Thụ động: Cùng chiều gradient nồng độ, không cần năng lượng, có thể cần chất mang. - Muối khoáng được hấp thụ vào rễ theo dòng nước bằng hai con đường: + Con đường qua thành tế bào - gian bào: Nhanh, không được chọn lọc. + Con đường qua chất nguyên sinh - không bào: Chậm, được chọn lọc. - Muối khoáng được vận chuyển chủ yếu theo mạch gỗ từ dưới lên do sự chênh lệch nồng độ các chất và được vận chuyển thụ động theo dòng nước. - Đặc điểm của hệ rễ thích nghi với chức năng hút khoáng: Rễ có khả năng ăn sâu, lan rộng, có khả năng hướng nước, trên rễ có miền hút với rất nhiều tế bào lông hút. - Vai trò của nitơ: + Vai trò cấu trúc: Nitơ là thành phần của hầu hết các hợp chất trong cây (prôtêin, axit nuclêic ) cấu tạo nên tế bào, cơ thể. + Vai trò điều tiết: Tham gia thành phần của các enzim, hoocmôn điều tiết các quá trình sinh lí, hoá sinh trong tế bào, cơ thể. - Quá trình chuyển hoá nitơ trong đất nhờ các vi khuẩn: Vi khuẩn amôn hoá Vi khuẩn nitrat hoá + - Chất hữu cơ NH4 NO3 - Quá trình đồng hoá nitơ trong khí quyển: + Nhờ vi khuần: Vi khuẩn tự do (Azotobacter, Anabaena ) và vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium, Anabaena azollae ). + Thực hiện trong điều kiện: Có các lực khử mạnh, được cung cấp ATP, có sự tham gia của enzim nitrogenaza, thực hiện trong điều kiện kị khí. 2H 2H 2H NN NH=NH NH2-NH2 NH3 c. Qúa trình quang hợp ở thực vật - Vai trò: Tạo chất hữu cơ cung cấp cho sự sống trên trái đất, biến đổi và tích luỹ năng lượng (năng lượng vật lí thành năng lượng hoá học), hấp thụ CO 2 và thải O2 điều hòa không khí. - Lá thực vật C3, thực vật CAM có các tế bào mô giậu chứa các lục lạp, lá thực vật C 4 có các tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch chứa các lục lạp. Lục lạp: Có các hạt Grana chứa hệ sắc tố quang hợp (hấp thu và chuyển hoá quang năng thành hoá năng) và chất nền (chứa enzim đồng hoá CO2). - Bộ máy quang hợp: Lá, lục lạp và hệ sắc tố. + Lá thường có dạng bản mỏng, luôn hướng về ánh sáng và có cấu trúc phù hợp với chức năng quang hợp (chứa các tế bào mô giậu có mang các lục lạp thực hiện quang hợp, có mạch dẫn nước và muối khoáng, có khí khổng để trao đổi khí ). + Lục lạp bao gồm các hạt grana chứa hệ sắc tố, chất vận chuyển điện tử và chất nền chứa nhiều enzim cacbôxi hoá + Hệ sắc tố: Có hai nhóm là sắc tố chính (diệp lục) và sắc tố phụ (carôtenôit). Hệ sắc tố có vai trò hấp thu và chuyển hoá quang năng thành hoá năng. Diệp lục ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím. Hệ sắc tố: Có hai nhóm là sắc tố chính (diệp lục) và sắc tố phụ (carôtenôit). Hệ sắc tố có vai trò hấp thu và chuyển hoá quang năng thành hoá năng. Các sắc tố quang hợp hấp thụ năng lượng ánh sáng và truyền cho diệp lục a ở trung tâm phản ứng quang hợp theo sơ đồ: Carôtenôit Diệp lục b Diệp lục a Diệp lục a trung tâm. Sau đó quang năng được chuyển cho quá trình quang phân li nước và phản ứng quang hoá để hình thành ATP và NADPH. - Cơ chế: Quang hợp diễn ra trong lục lạp, bao gồm 2 pha: Pha sáng và pha tối. + Pha sáng: Diễn ra trên màng tilacoit, giống nhau ở các thực vật. 2
3. Hấp thụ năng lượng ánh sáng: Chl + h Chl* Quang phân li nước: Chl* + - 2 H2O 4 H + 4e + O2 Phot phoril hoá tạo ATP 3 ADP + 3 Pi 3 ATP Tổng hợp NADPH 2 NADP + 4 H+ 2 NADPH Phương trình tổng quát: + 12H2O + 18ADP + 18Pvô cơ + 12NADP 18ATP + 12NADPH + 6O2 + Pha tối: Diễn ra trong chất nền (stroma), khác nhau giữa các nhóm thực vật C 3, C4, CAM. Thực vật C3 pha tối thực hiện bằng chu trình Canvin qua 3 giai đoạn chính: Giai đoạn cacboxil hoá (cố định CO 2): 3 RiDP + 3 CO2 6 APG Giai đoạn khử với sự tham gia của 6ATP và 6NADPH: 6APG 6AlPG Giai đoạn tái sinh chất nhận RiDP và tạo đường với sự tham gia của 3 ATP: 5AlPG 3RiDP 1AlPG Tham gia tạo C6H12O6 Phương trình tổng quát: 12 H2O + 6 CO2 + Q (năng lượng ánh sáng) C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O - Đặc điểm của thực vật C4: sống ở khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm kéo dài, cấu trúc lá có tế bào bao bó mạch. Có cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO 2 thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn nên có năng suất cao hơn. Sơ đồ cơ chế quang hợp ở thực vật C 4: - Đặc điểm của thực vật CAM: Sống ở vùng sa mạc, điều kiện khô hạn kéo dài. Vì lấy được ít nước nên tránh mất nước do thoát hơi nước cây đóng khí khổng vào ban ngày và nhận CO 2 vào ban đêm khi khí khổng mở có năng suất thấp. Sơ đồ cơ chế quang hợp ở thực vật CAM: 3
4. Một số đặc điểm phân biệt thực vật C 3, C4, CAM Điểm so sánh C3 C4 CAM Điều kiện sống Sống chủ yếu ở vùng ôn đới Sống ở vùng khí hậu nhiệt Sống ở vùng sa mạc, điều á nhiệt đới. đới. kiện khô hạn kéo dài. Hình thái giải phẫu lá - Lá bình thường - Lá bình thường - Lá mọng nước - Có một loại lục lạp ở tế bào - Có 2 loại lục lạp ở tế bào mô - Có một loại lục lạp ở tế mô dậu. dậu bào mô dậu. và tế bào bao bó mạch. Cường độ quang hợp Trung bình Cao Thấp Nhu cầu nước Cao Thấp, bằng 1/2 thực vật C3 Thấp Hô hấp sáng Có Không Không Năng suất sinh học Trung bình Cao Thấp Bảng so sánh quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật C 3 , C4 , CAM Điểm so sánh C3 C4 CAM Chất nhận CO2 đầu RiDP (Ribulôzơ 1,5 PEP (phôtpho enol pyruvat). PEP. tiên diphôtphat). Enzim cố định CO2 Rubisco. PEP-cacboxilaza PEP-cacboxilaza và Rubisco. và Rubisco. Sản phẩm cố định CO2 APG (axit AOA (axit oxalo axetic). AOA AM đầu tiên phôtpho glixeric) Chu trình Canvin Có. Có. Có. Không gian thực hiện Lục lạp tế bào mô giậu. Lục lạp tế bào mô giậu và lục Lục lạp tế bào mô dậu. lạp tế bào bao bó mạch. Thời gian Ban ngày. Ban ngày. Cả ngày và đêm Năng suất sinh học Trung bình Cao Thấp - Qua trình quang hợp chịu ảnh hưởng của các yếu tố: + Nồng độ CO2: Nồng độ CO2 tăng dần đến điểm bão hoà thì cường độ quang hợp tăng dần; từ điểm bão hoà trở đi, nồng độ CO2 tăng thì cường độ quang hợp giảm dần. + Ánh sáng: Cường độ ánh sáng tăng dần đến điểm bão hoà thì cường độ quang hợp tăng dần; từ điểm bão hoà trở đi, cường độ ánh sáng tăng thì cường độ quang hợp giảm dần. Thành phần quang phổ: Cây quang hợp mạnh nhất ở miền ánh sáng đỏ sau đó là miền ánh sáng xanh tím. 4
5. + Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng đến nhiệt dộ tối ưu thì cường độ quang hợp tăng rất nhanh, thường đạt cực đại ở 25 - 35 oC rồi sau đó giảm mạnh. + Nước: Hàm lượng nước trong không khí, trong lá, trong đất ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước ảnh hưởng đến độ mở khí khổng ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ CO2 vào lục lạp ảnh hưởng đến cường độ quang hợp. + Dinh dưỡng khoáng: Các nguyên tố khoáng ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp các sắc tố quang hợp, enzim quang hợp ảnh hưởng đến cường độ quang hợp. - Phân tích thành phần hoá học các sản phẩm cây trồng có: C chiếm 45%, O chiếm 42%, H chiếm 6,5%. Tổng 3 nguyên tố này chiếm 90 - 95% (lấy từ CO2 và H2O thông qua quá trình quang hợp) còn lại là các nguyên tố khoáng Quang hợp quyết định năng suất cây trồng. - Bón phân hợp lí: Bón đủ lượng (căn cứ vào nhu cầu dinh dưỡng của cây, khả năng cung cấp của đất, hệ số sử dụng phân bón), đúng thời kì (căn cứ vào dáu hiệu bên ngoài của lá cây), đúng cách (bón thúc, hoặc bón lót; bón qua đất hoặc qua lá). - Thí nghiệm trồng cây ngoài vườn (hoặc trồng trong chậu), bón 3 loại phân hoá học chính: Đạm, lân, kali. - Năng suất sinh học là khối lượng chất khô được tích luỹ được mỗi ngày trên 1 ha gieo trồng trong suốt thời gian sinh trưởng của cây; năng suất kinh tế là khối lượng chất khô được tích luỹ trong cơ quan kinh tế (cơ quan lấy chứa các sản phẩm có giá trị kinh tế đối với con người). - Các biện pháp nhằm nâng cao năng suất cây trồng: + Tăng cường độ và hiệu suất quang hợp bằng chọn, tạo giống mới. + Điều khiển sự sinh trưởng của diện tích lá bằng các biện pháp kĩ thuật. + Tăng hệ số hiệu quả quang hợp và hệ số kinh tế bằng chọn, tạo giống và các biện pháp kĩ thuật. + Chọn cây trồng có thời gian sinh trưởng vừa phải, hoặc trồng vào vụ thích hợp. d) Quá trình hô hấp ở thực vật - Vai trò: Năng lượng giải phóng dưới dạng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào, cơ thể. Một phần năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt để duy trì thân nhiệt thụân lợi cho các phản ứng enzim. Hình thành các sản phẩm trung gian là nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp các chất khác trong cơ thể. - Qúa trình hô hấp xảy ra ở các tế bào do có chứa ti thể. Ti thể là bào quan thực hiện chức năng hô hấp do có cấu tạo phù hợp: + Xoang gian màng là bể chứa H+ tạo chênh lệch nồng độ H+ hình thành ATP khi H+ bơm qua ATP syntaza. + Trên màng trong ti thể chứa enzim ATP syntaza và chuỗi vận chuyển điện tử. + Chất nền chứa các enzim tham gia vào các phản ứng trong chu trình Crep. - Cơ chế: Tùy điều kiện có oxi hoặc không có oxi phân tử mà có thể xảy ra các quá trình sau: + Hô hấp hiếu khí (có oxi phân tử) xảy ra theo các giai đoạn: Đường phân, chu trình Crep và chuỗi vận chuyển điện tử (xem lại phần lớp 10). C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + (36 - 38) ATP + Nhiệt + Lên men (không có oxi phân tử): Đường phân và phân giải kị khí (tạo các sản phẩm còn nhiều năng lượng: Rượu etilic, axit lactic). C6H12O6 2 êtilic + 2CO2 + 2ATP + Nhiệt C6H12O6 2 axit lactic + 2ATP + Nhiệt - Mối quan hệ: Quang hợp tích luỹ năng lượng, tạo các chất hữu cơ, oxi là nguyên liệu cho quá trình hô hấp; ngược lại hô hấp tạo năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống trong đó có tổng hợp các chất tham gia vào quá trình quang hợp (sắc tố, enzim, chất nhận CO 2 ), tạo ra H2O, CO2 là nguyên liệu cho quá trình quang hợp + Hô hấp sáng: Là quá trình hấp thụ O2 và giải phóng CO2 ở ngoài sáng. + Chủ yếu xảy ra ở thực vật C 3, trong điều kiện cường độ ánh sáng cao (CO 2 cạn kiệt, O2 tích luỹ nhiều) với sự tham gia của ba bào quan: Ti thể, lục lạp, perôxixôm. + Hô hấp sáng có đặc điểm: Xảy ra đồng thời với quang hợp, không tạo ATP, tiêu hao rất nhiều sản phẩm quang hợp (30 – 50%). * Các yếu tố ảnh hưởng đến hô hấp: - Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng đến nhiệt độ tối ưu cường độ hô hấp tăng (do tốc độ các phản ứng enzim tăng); nhiệt độ tăng quá nhiệt độ tối ưu thì cường độ hô hấp giảm. - Hàm lượng nước: Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với hàm lượng nước. - Nồng độ CO 2: Cường độ hô hấp tỉ lệ nghịch với nồng độ CO 2. - Nồng độ O 2: Cường độ hô hấp tỉ lệ thuận với nồng độ O 2. - Liên hệ với bảo quản nông sản sau thu hoạch. 5
6. - Giải thích được nguyên tắc bảo quản nông sản: + Bảo quản khô: Giảm hàm lượng nước (phơi, sấy khô) tốc độ hô hấp giảm. + Bảo quản lạnh: Nhiệt độ thấp (để nơi mát, bảo quản trong tủ lạnh ) ức chế phản ứng enzim. + Bảo quản trong nồng độ CO 2 cao (bơm CO2 vào buồng bảo quản): Nồng độ CO 2 cao sẽ ức chế quá trình hô hấp. 2. Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở động vật a) Tiêu hoá ở các nhóm động vật khác nhau - Mối quan hệ: Trao đổi chất giữa cơ thể với môi trường giúp lấy các chất cần thiết (chất dinh dưỡng) từ môi trường ngoài (các chất hữu cơ phức tạp phải trải qua quá trình biến đổi trong hệ tiêu hoá thành chất đơn giản) cung cấp cho quá trình chuyển hoá nội bào. Quá trình chuyển hoá nội bào tạo ra năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào và cơ thể (trong đó có hoạt động trao đổi chất), tổng hợp các chất cần thiết xây dựng nên tế bào, cơ thể Các sản phẩm không cần thiết hoặc thừa được đào thải ra ngoài thông qua hệ bài tiết, hô hấp - Tiêu hoá ở các nhóm động vật: + Động vật chưa có cơ quan tiêu hoá (động vật đơn bào): Tiêu hoá chủ yếu là nội bào. Thức ăn được thực bào và bị phân huỷ nhờ enzim thuỷ phân chứa trong lizôxôm. + Động vật có túi tiêu hoá: Thức ăn được tiêu hoá ngoại bào (nhờ các enzim tiết ra từ các tế bào tuyến tiêu hoá trên thành túi) và tiêu hoá nội bào. + Động vật đã hình thành ống tiêu hoá và các tuyến tiêu hoá: Tiêu hóa ngoại bào (diễn ra trong ống tiêu hóa, nhờ enzim thủy phân tiết ra từ các tế bào tuyến tiêu hóa). Thức ăn đi qua ống tiêu hóa sẽ được biến đổi cơ học và hóa học thành những chất dinh dưỡng đơn giản và được hấp thụ vào máu. - Tiêu hóa ở động vật ăn thịt và động vật ăn thực vật có nhiều điểm khác nhau: + Động vật ăn thịt: Có răng nanh, răng trước hàm và răng ăn thịt phát triển, ruột ngắn. Thức ăn được tiêu hóa cơ học và hóa học. + Động vật ăn thực vật: Có các răng dùng nhai và nghiền thức ăn phát triển; dạ dày một ngăn hoặc 4 ngăn, manh tràng rất phát triển, ruột dài. Thức ăn được tiêu hóa cơ học, hóa học và biến đổi nhờ vi sinh vật. - Làm rõ quá trình tiêu hoá ở động vật ăn thịt: + Ở khoang miệng: Chủ yếu là biến đổi cơ học nhờ răng, ngoài ra có tiêu hoá hoá học nhờ enzim tiết ra từ tuyến nước bọt. + Ở dạ dày: Có sự biến đổi cơ học (nhờ những lớp cơ dày của thành dạ dày) và biến đổi hoá học (nhờ enzim tiết ra từ tuyến vị). + Ở ruột: Chủ yếu là tiêu hoá hoá học nhờ enzim của dịch tuỵ, dịch mật và dịch ruột. - Hấp thụ các chất dinh dưỡng: Diễn ra ở ruột nhờ bề mặt hấp thụ của ruột lớn, trên đó có các lông ruột và các lông cực nhỏ với hệ thống mao mạch máu và mao mạch bạch huyết. Các chất dinh dưỡng được hấp thụ theo cơ chế thụ động (glixerin, axit béo, vitamin tan trong dầu) hoặc cơ chế chủ động (glucô, axit amin ). Các chất hấp thụ theo con đường máu hoặc bạch huyết. So sánh sự biến đổi hoá học và sinh học ở động vật nhai lại, động vật có dạ dày đơn, chim ăn hạt và gia cầm: Điểm so sánh Động vật nhai lại Động vật có dạ dày đơn Chim ăn hạt và gia cầm Biến đổi cơ Lần ăn đầu nhai sơ Nhai kĩ hơn động vật nhai Thức ăn được mổ và nuốt ngay học qua, nhai kĩ lại lúc lại nhờ răng. (không có răng) diều tiết dịch nghỉ ngơi nhờ răng. nhày làm trơn và mềm thức ăn. Sau đó được nghiền nát ở dạ dày cơ. Biến đổi hoá - Dạ dày 4 ngăn (dạ - Dạ dày đơn - Dạ dày tuyến và dạ dày cơ (mề). học và sinh cỏ, dạ tổ ong, dạ lá học sách và dạ múi khế) - Biến đổi sinh học ở ruột - Không có biến đổi sinh học. - Biến đổi sinh học ở tịt (mang tràng) nhờ vi dạ cỏ nhờ vi sinh vật. sinh vật. - Biến đổi hoá học: - Biến đổi hoá học: - Biến đổi hoá học: + Ở dạ dày: thức ăn được biến đổi + Ở dạ dày: chủ yếu + Ở dạ dày: thức ăn được dưới tác dụng của HCl và enzim của xảy ra ở dạ múi khế biến đổi dưới tác dụng dịch vị tiết ra từ dạ dày tuyến. dưới tác dụng của của HCl và enzim của + Ở ruột: Tiêu hoá hoá học nhờ 6
7. HCl và enzim của dịch vị. enzim của dịch tuỵ, dịch mật và dịch dịch vị. + Ở ruột: Tiêu hoá hoá ruột. + Ở ruột: Tiêu hoá học nhờ enzim của dịch hoá học nhờ enzim tuỵ, dịch mật và dịch của dịch tuỵ, dịch ruột. mật và dịch ruột. b) Hô hấp ở các nhóm động vật khác nhau Hô hấp bao gồm: Hô hấp ngoài và hô hấp trong. - Hô hấp ngoài: Trao đổi khí với môi trường bên ngoài theo cơ chế khuếch tán cung cấp oxi cho hô hấp tế bào, thải CO2 từ hô hấp tế bào ra ngoài. Ở động vật có 4 hình thức trao đổi khí chủ yếu: + Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể (động vật đơn bào, đa bào bậc thấp): Động vật đơn bào: khí O2 và CO2 được khuếch tán qua bề mặt tế bào. Động vật đa bào bậc thấp: khí O 2 và CO2 được khuếch tán qua bề mặt cơ thể. + Trao đổi khí bằng hệ thống ống khí (côn trùng ): Hệ thống ống khí phân nhánh nhỏ dần và tiếp xúc trực tiếp với tế bào. Khí O2 và CO2 được trao đổi qua hệ thống ống khí. Sự thông khí được thực hiện nhờ sự co giãn của phần bụng. + Trao đổi khí bằng mang (cá, tôm ): Mang có các cung mang, trên các cung mang có phiến mang có bề mặt mỏng và chứa rất nhiều mao mạch máu. Khí O 2 trong nước khuếch tán qua mang vào máu và khí CO2 khuếch tán từ máu qua mang vào nước. Dòng nước đi qua mang nhờ đóng mở của miệng, nắp mang và diềm nắp mang. Dòng nước cháy bên ngoài mao mạch ngược chiều với dòng máu chảy trong mao mạch tăng hiệu quả trao đổi khí. + Trao đổi khí bằng phổi (chim, thú ): Phổi thú có nhiều phế nang, phế nang có bề mặt mỏng và chứa nhiều mao mạch máu. Phổi chim có thêm nhiều ống khí. Khí O2 và CO2 được trao đổi qua bề mặt phế nang. Sự thông khí chủ yếu nhờ các cơ hô hấp làm thay đổi thể tích khoang thân (bò sát), khoang bụng (chim) hoặc lồng ngực (thú); hoặc nhờ sự nâng lên, hạ xuống của thềm miệng (lưỡng cư). Nhờ hệ thống túi khí mà phổi chim luôn có không khí giàu O2 cả khi hít vào và thở ra. - Vận chuyển O2, CO2 trong cơ thể: O2 được vận chuyển theo máu (chủ yếu nhờ sắc tố hô hấp) sau đó được khuếch tán vào trong tế bào cung cấp cho quá trình hô hấp tế bào, CO 2 là sản phẩm của hô hấp tế bào khuếch tán vào máu và được vận chuyển tới phổi (hoặc mang) thải ra ngoài môi trường. - Hô hấp trong (hô hấp tế bào): Diễn ra qua các giai đoạn khác nhau, có thể hô hấp hiếu khí (có oxi) hay lên men (không có oxi). c) Vận chuyển các chất trong cơ thể (sự tuần hoàn máu và dịch mô) - Động vật đơn bào và nhiều loài động vật đa bào bậc thấp không có hệ tuần hoàn, các chất được trao đổi qua bề mặt cơ thể. - Giun đất, các động vật đa bào bậc cao đã có hệ tuần hoàn, dịch tuần hoàn (máu, dịch mô) được vận chuyển đi khắp cơ thể cung cấp chất dinh dưỡng và oxi cho các tế bào, đồng thời nhận các chất thải từ các tế bào để vận chuyển tới cơ quan bài tiết nhờ hoạt động của tim và hệ mạch. Tùy theo cấu tạo hệ mạch có thể phân biệt hệ tuần hoàn hở và hệ tuần hoàn kín. + Hệ tuần hoàn hở: Có một đoạn máu đi ra khỏi mạch máu và trộn lẫn với dịch mô, máu lưu thông với tốc độ chậm. + Hệ tuần hoàn kín: Máu lưu thông trong mạch kín với tốc độ cao, khả năng điều hòa và phân phối máu nhanh. Hệ tuần hoàn kín có 2 loại: Tuần hoàn đơn (một vòng tuần hoàn) và tuần hoàn kép (hai vòng tuần hoàn). Tuần hoàn kép có ưu điểm hơn tuần hoàn đơn vì máu sau khi được trao đổi (lấy oxi) từ cơ quan trao đổi khí trở về tim, sau đó mới được tim bơm đi nuôi cơ thể nên áp lực, tốc độ máu lớn hơn, máu đi được xa hơn. Chiều hướng tiến hoá của hệ tuần hoàn: + Từ chưa có hệ tuần hoàn có hệ tuần hoàn và hệ tuần hoàn ngày càng hoàn thiện. + Từ hệ tuần hoàn hở hệ tuần hoàn kín. + Từ tuần hoàn đơn (tim 3 ngăn với một vòng tuần hoàn) tuần hoàn kép (từ tim ba ngăn, máu pha nhiều tim ba ngăn với vách ngăn trong tâm thất, máu ít pha trộn hơn tim bốn ngăn máu không pha trộn). - Hoạt động của tim: + Tính tự động của tim: Tim co giãn tự động theo chu kì do có hệ dẫn truyền tim (bao gồm nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bó His và mạng Puôckin). + Tim hoạt động theo chu kì: Mỗi chu kì tim bắt đầu từ pha co tâm nhĩ pha co tâm thất pha giãn chung. 7
8. - Hoạt động của hệ mạch: + Huyết áp: Là áp lực máu tác dụng lên thành mạch. Huyết áp giảm dần trong hệ mạch. Huyết áp có hai trị số: Huyết áp tối đa (tâm thu) và huyết áp tối thiểu (tâm trương). + Vận tốc máu: là tốc độ máu chảy trong một giây. Vận tốc máu phụ thuộc vào tiết diện mạch và chênh lệch huyết áp giữa các đoạn mạch. Vận tốc máu nhỏ nhất ở mao mạch, đảm bảo cho sự trao đổi chất giữa máu và tế bào. - Hiểu được cơ chế điều hoà tim – mạch: + Điều hoà hoạt động tim: Tim được điều hoà bởi trung ương giao cảm và đối giao cảm với các dây thần kinh: Dây giao cảm làm tăng nhịp và sức co tim. Dây đối giao cảm làm giảm nhịp và sức co tim. + Điều hoà hoạt động hệ mạch: Dây giao cảm gây co mạch. Dây đối giao cảm gây giãn mạch. + Phản xạ điều hoà tim – mạch: Kích thích (thay đổi huyết áp, nồng độ CO 2 ) cơ quan thụ cảm (áp thụ quan và hoá thụ quan) dây thần kinh hướng tâm trung ương thần kinh dây li tâm tim – mạch (tăng nhịp tim, co mạch hoặc giảm nhịp tim, giãn mạch). d) Các cơ chế đảm bảo sự cân bằng nội môi - Nội cân bằng (cân bằng nội môi) là duy trì sự ổn định môi trường trong cơ thể (duy trì ổn định áp suất thẩm thấu, huyết áp, pH, thân nhiệt ), đảm bảo cho sự tồn tại và thực hiện các chức năng sinh lí của tế bào đảm bảo sự tồn tại và phát triển của động vật. Cơ chế cân bằng nội môi có sự tham gia của các bộ phận: Bộ phận tiếp nhận kích thích, bộ phận điều khiển và bộ phận thực hiện. Trong cơ chế này quá trình liên hệ ngược đóng vai trò quan trọng. Cơ chế đảm bảo cân bằng nội môi có sự tham gia của các hệ cơ quan như bài tiết, tuần hoàn, hô hấp, thần kinh, nội tiết * Cân bằng áp suất thẩm thấu: - Vai trò của thận: + Điều hoà lượng nước: Khi áp suất thẩm thấu tăng, hoặc thể tích máu giảm vùng dưới đồi tăng tiết ADH, tăng uống nước giảm tiết nước tiểu. Ngược lại, khi lượng nước trong cơ thể tăng làm giảm áp suất thẩm thấu, tăng thể tích máu tăng bài tiết nước tiểu. + Điều hoà muối khoáng: Khi Na + trong máu giảm tuyến trên thận tăng tiết anđostêron tăng tái hấp thụ Na+ từ các ống thận. Ngược lại, khi thừa Na + tăng áp suất thẩm thấu gây cảm giác khát uống nước nhiều muối dư thừa sẽ loại thải qua nước tiểu. - Vai trò của gan: + Điều hoà glucô huyết: Glucô tăng hoocmôn insulin glicôgen; nếu glucô giảm hoocmôn glucagôn glucô. Ngoài điều hoà glucô huyết còn có vai trò: + Điều hoà prôtêin huyết tương: Khi prôtêin huyết tương giảm gan tăng sản xuất prôtêin huyết tương và ngược lại. * Cân bằng nội môi: - pH nội môi được duy trì ổn định là nhờ hệ đệm, phổi và thận. - Hệ đệm có khả năng lấy đi ion H + (khi ion H+ dư thừa) hoặc ion OH - (khi thừa OH -) khi các ion này làm thay đổi pH của môi trường trong. - Có các hệ đệm: Hệ đệm bicacbonat: H 2CO3/NaHCO3. Hệ đêm photphat: NaH 2PO4/NaHPO4. Hệ đệm prôtêinat (prôtêin). * Cân bằng nhiệt: Khi trời nóng, hoạt động mạnh: Giảm sinh nhiệt, tăng thoát nhiệt. Khi trời lạnh: Tăng sinh nhiệt, giảm thoát nhiệt 8
9. Chương II. CẢM ỨNG 1. Cảm ứng ở thực vật Cảm ứng: - Khái niệm: Là khả năng phản ứng của thực vật đối với các kích thích của môi trường. - Đặc điểm: Phản ứng chậm, phản ứng khó nhận thấy, hình thức phản ứng kém đa dạng. - Có 2 hình thức: Hướng động (vận động định hướng) và ứng động (vận động cảm ứng). Hướng động. - Hướng động là vận động sinh trưởng định hướng đối với kích thích từ một phía của tác nhân trong ngoại cảnh do sự sai khác về tốc độ sinh trưởng tại hai phía của cơ quan (thân, rễ). - Vận động sinh trưởng có thể hướng tới nguồn kích thích (hướng động dương) hoặc tránh xa nguồn kích thích (hướng động âm). - Tùy theo tác nhân kích thích, có các kiểu hướng động: + Hướng sáng: Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của ánh sáng. Thân, cành hướng sáng dương, rễ hướng sáng âm. + Hướng đất (hướng trọng lực): Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của trọng lực (hướng về tâm quả đất). Rễ hướng đất dương, thân cành hướng hướng đất âm. + Hướng hóa: Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của hóa chất. + Hướng tiếp xúc: Phản ứng sinh trưởng của thực vật đáp ứng lại tác động của vật tiếp xúc với bộ phận của cây. - Vai trò: Hướng động giúp cây sinh trưởng hướng tới tác nhân môi trường thuận lợi giúp cây thích ứng với những biến động của điều kiện môi trường để tồn tại và phát triển. Ứng động. - Ứng động là vận động của cây phản ứng lại sự thay đổi của tác nhân môi trường tác động đồng đều đến các bộ phận của cây. - Tùy theo vận động có gây ra sự sinh trưởng của thực vật hay không mà người ta chia ra ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng. + Ứng động sinh trưởng: Thường là các vận động liên quan đến đồng hồ sinh học. Là vận động cảm ứng do sự khác biệt về tốc độ sinh trưởng của các tế bào tại hai phía đối diện nhau của cơ quan (như lá, cánh hoa). Tùy thuộc tác nhân kích thích, ứng động sinh trưởng được chia thành các kiểu tương ứng: Quang ứng động, nhiệt ứng động. Các vận động này có thể liên quan đến các hoocmon thực vật. + Ứng động không sinh trưởng: Các vận động cảm ứng có liên quan đến sức trương nước của các miền chuyên hóa. Các dạng ứng động không sinh trưởng: Ứng động sức trương (như vận động tự vệ), ứng động tiếp xúc và hóa ứng động (vận động bắt mồi). - Vai trò: Ứng động giúp thực vật thích nghi đa dạng đối với sự biến đổi của môi trường để tồn tại và phát triển. 2. Cảm ứng ở động vật a) Cảm ứng ở các nhóm động vật - Khái niệm: Cảm ứng là khả năng cơ thể động vật phản ứng lại các kích thích của môi trường (bên trong và bên ngoài cơ thể) để tồn tại và phát triển. - Phân biệt đặc điểm cảm ứng: Thực vật: Phản ứng chậm, phản ứng khó nhận thấy, hình thức phản ứng kém đa dạng. Động vật: Phản ứng nhanh, phản ứng dễ nhận thấy, hình thức phản ứng đa dạng. - Tiến hoá của các hình thức cảm ứng: + Cảm ứng ở động vật đơn bào: * Chưa có hệ thần kinh. * Hình thức cảm ứng là hướng động: Chuyển động đến các kích thích (hướng động dương) hoặc tránh xa kích thích (hướng động âm). Cơ thể phản ứng lại bằng chuyển động của cơ thể hoặc co rút chất nguyên sinh. + Cảm ứng ở động vật đa bào: * Đã có hệ thần kinh. * Hình thức cảm ứng là các phản xạ: Phản ứng trả lời các kích thích của môi trường thông qua hệ thần kinh. 9
10. Nhờ có hệ thần kinh mà phản ứng diễn ra nhanh hơn và ngày càng chính xác, tuỳ thuộc vào mức độ tiến hoá của hệ thần kinh. Hệ thần kinh Đặc điểm cấu tạo hệ thần kinh Đặc điểm cảm ứng Hệ thần kinh Các tế bào thần kinh nằm rải rác Phản ứng với kích thích bằng cách co toàn bộ cơ dạng lưới trong cơ thể và liên hệ với nhau bằng thể, do vậy tiêu tốn nhiều năng lượng. các sợi thần kinh Hệ thần kinh Các tế bào thần kinh tập hợp lại Phản ứng mang tính chất định khu, chính xác dạng chuỗi thành các hạch thần kinh nằm dọc hơn, tiết kiệm năng lượng hơn so với hệ thần hạch theo chiều dài của cơ thể. kinh dạng lưới. Hệ thần kinh Hình thành nhờ số lượng lớn các tế Phản ứng mau lẹ, chính xác và tinh tế hơn, ít tiêu dạng ống bào thần kinh tập hợp lại ống thần tốn năng lượng hơn. kinh nằm dọc theo vùng lưng của cơ Có thể thực hiện các phản xạ đơn giản và phản thể. Não bộ phát triển. xạ phức tạp. b) Điện tĩnh (điện thế nghỉ) và điện động (điện thế hoạt động) - Điện sinh học là khả năng tích điện của tế bào, cơ thể. - Điện sinh học bao gồm điện thế nghỉ (điện tĩnh) và điện thế hoạt động. * Điện thế nghỉ: là sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào nghỉ ngơi (không bị kích thích), phía trong màng tế bào tích điện âm so với phía ngoài màng tích điện dương. Nguyên nhân là do: sự chênh lệch nồng độ Na +, K+ hai bên màng; tính thấm của màng đối với ion K + (cổng Kali mở để ion kali đi từ trong ra ngoài); lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu; hoạt động của bơm Na – K. * Điện hoạt động: Là sự thay đổi điện thế giữa trong và ngoài màng khi nơron bị kích thích. Nguyên nhân là do: sự thay đổi tính thấm của màng đối với các ion thay đổi, gây nên sự khử cực (khi Na + từ ngoài vào tế bào) - đảo cực (Na+ tiếp tục vào) - tái phân cực (khi K+ từ trong tế bào ra ngoài). c) Dẫn truyền xung thần kinh trong tổ chức thần kinh - Trên sợi thần kinh không có bao miêlin, xung thần kinh truyền liên tục từ vùng này sang vùng khác kế tiếp. - Trên sợi thần kinh có bao miêlin, xung thần kinh truyền theo kiểu nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie tiếp theo tốc độ truyền xung nhanh hơn trên sợi không có bao miêlin. - Chuyển xung thần kinh qua xináp: Xung thần kinh truyền đến tận cùng của mỗi sợi thần kinh, tới các chuỳ xináp sẽ làm thay đổi tính them đối với Ca 2+ Ca2+ tràn từ dịch mô vào dịch bào ở chuỳ xi náp vỡ các bóng chứa chất trung gian hoá học vào khe xi náp đến màng sau xináp làm thay đổi tính thấm màng sau xináp tạo thành xung thần kinh truyền đi tiếp. Trong cung phản xạ, xung thần kinh chỉ truyền theo một chiều từ cơ quan thụ cảm đến cơ quan đáp ứng. - Phản xạ là thuộc tính cơ bản của mọi cơ thể có hệ thần kinh. - Cung phản xạ bao gồm các bộ phận: + Bộ phận tiếp nhận kích thích (cơ quan thụ cảm). + Bộ phận phân tích và tổng hợp thông tin để quyết định hình thức và mức độ phản ứng (hệ thần kinh). + Bộ phận thực hiện phản ứng (cơ, tuyến) - Cấu tạo của hệ thần kinh càng phức tạp thì số lượng phản xạ càng nhiều, phản xạ càng chính xác. - Có các loại phản xạ: Phản xạ không điều kiện (số lượng hạn chế) và phản xạ có điều kiện (số lượng ngày càng nhiều trong quá trình sống). d) Tập tính ở động vật và thói quen ở người - Tập tính là một chuỗi những phản ứng của động vật trả lời kích thích từ môi trường (bên trong hoặc bên ngoài cơ thể) nhờ đó động vật thích nghi với môi trường sống để tồn tại và phát triển. - Dựa vào đặc điểm có thể phân biệt 2 loại tập tính chính là: Tập tính bẩm sinh và tập tính học được (tập tính thứ sinh). + Tập tính bẩm sinh là những hoạt động cơ bản của động vật, có từ khi sinh ra, được di truyền từ bố mẹ, đặc trưng cho loài. + Tập tính học được là loại tập tính được hình thành trong quá trình sống của cá thể, thông qua học tập và rút kinh nghiệm. * Cơ sở của tập tính là phản xạ: Tập tính bẩm sinh là chuỗi phản xạ không điều kiện, tập tính học được là những phản xạ có điều kiện. - Một số dạng tập tính phổ biến ở động vật: Tập tính kiếm ăn, tập tính bảo vệ lãnh thổ, tập tính sinh sản, tập tính di cư, tập tính xã hội. 10
11. - Một số hình thức học tập chủ yếu làm biến đổi tập tính của động vật là: quen nhờn, in vết, điều kiện hóa đáp ứng, điều kiện hóa hành động, học ngầm và học khôn. - Ứng dụng của tập tính vào thực tiễn: Lợi dụng tập tính của động vật để diệt trừ sâu hại trong nông, lâm nghiệp; làm thay đổi tập tính vốn có của động vật (qua huấn luyện, thuần dưỡng) để phục vụ đời sống con người (giải trí, chăn nuôi ) bằng con đường hình thành phản xạ có điều kiện. Chương III. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN 1. Sinh trưởng và phát triển ở thực vật - Sinh trưởng là quá trình tăng lên về số lượng, kích thước tế bào làm cho cây lớn lên trong từng giai đoạn, tạo cơ quan sinh dưỡng như rễ, thân, lá. - Phát triển là quá trình biến đổi về chất lượng (cấu trúc và chức năng sinh lí) các thành phần tế bào, mô, cơ quan làm cho cây ra hoa, kết quả, tạo hạt. - Giữa sinh trưởng và phát triển có mối quan hệ mật thiết, liên tiếp và xen kẽ nhau trong đời sống thực vật. Sự biến đổi về số lượng rễ, thân, lá dẫn đến sự thay đổi về chất lượng ở hoa, quả, hạt. - Sinh trưởng và phát triển của thực vật được chia làm 2 pha: + Sinh trưởng phát triển sinh dưỡng: Hoạt động sinh trưởng, phát triển của cơ quan sinh dưỡng (thân, rễ, lá) chiếm ưu thế. + Sinh trưởng phát triển sinh sản: Hoạt động sinh trưởng, phát triển của cơ quan sinh sản (hoa, quả, hạt) chiếm ưu thế. - Sinh trưởng sơ cấp: Sinh trưởng của thân và rễ cây theo chiều dài do hoạt động của mô phân sinh đỉnh. Sinh trưởng sơ cấp xảy ra ở cây một lá mầm và phần thân non của cây 2 lá mầm. - Sinh trưởng thứ cấp: Sinh trưởng theo chiều ngang (chu vi) của thân và rễ do hoạt động của mô phân sinh bên. Sinh trưởng sơ cấp xảy ra ở cây hai lá mầm, cây 1 lá mầm không có sinh trưởng thứ cấp. - Sinh trưởng của thực vật phụ thuộc vào các yếu tố bên trong (đặc điểm di truyền của loài, các hoocmon sinh trưởng) và các yếu tố bên ngoài (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, dinh dưỡng khoáng). - Hoocmôn thực vật là các chất hữu cơ được sản sinh ra từ cơ thể thực vật, với một lượng rất nhỏ nhưng có vai trò điều tiết hoạt động sinh trưởng, phát triển của cây. - Quá trình sinh trưởng được điều hòa bởi các hoocmon thực vật bao gồm hai nhóm: Nhóm kích thích sinh trưởng (AIA, GA) và nhóm ức chế sinh trưởng (AAB, etilen). Loại hoocmon Nơi tổng hợp Tác dụng sinh lí Auxin Các mô phân sinh chồi ngọn - Làm tăng kéo dài tế bào Kích thích thân, rễ kéo dài, ra và các lá non; phôi trong hạt. rễ bất định. - Tăng ưu thế ngọn, ức chế chồi bên. - Gây hiện tượng hướng động - Phát triển quả, tạo quả không hạt. - Ức chế sự rụng lá, quả, ra rễ. Giberelin Các cơ quan đang sinh - Kích thích phân chia và phân hoá tế bào thân mọc dài trưởng như lá non, quả non, ra, lóng vươn dài. hạt đang nảy mầm, phôi đang - Phá trạng thái ngủ, nghỉ của hạt. sinh trưởng. - Kích thích ra hoa, tạo quả không hạt. - Ảnh hưởng đến quang hợp, hô hấp, trao đổi nitơ. Xitokinin Các tế bào đang phân chia - Kích thích phân chia tế bào mạnh mẽ trong rễ, lá non, quả non. - Làm yếu ưu thế ngọn, kích thích sinh trưởng chồi bên. - Kìm hãm già hóa - Kích thích nảy mầm, nở hoa. Axit abxixic Chủ yếu ở lá, tích luỹ trong - Ức chế sinh trưởng mạnh. các cơ quan già, cơ quan - Gây rụng lá, quả. đang ngủ, nghỉ hoặc sắp - Kích thích đóng khí khổng trong điều kiện khô hạn. rụng. - Kích thích trạng thái ngủ, nghỉ của hạt. Etylen Các mô của quả chín, lá già. - Thúc đẩy quá trình chín của quả - Ức chế quá trình sinh trưởng của cây non, mầm thân củ. - Gây rụng lá, quả. Chất diệt cỏ Tổng hợp nhân tạo. Phá vỡ trạng thái cân bằng của các hoocmon ức chế sinh trưởng của cỏ diệt cỏ nhưng không ảnh hưởng đến cây trồng. 11
12. - Người ta sử dụng các hoocmôn sinh trưởng trong nông nghiệp để tăng năng suất cây trồng, kéo dài hoặc rút ngắn thời gian thu hoạch, thu hoạch đồng loạt, tạo cây non sớm trong công nghệ tế bào thực vật, tạo cây cảnh Khi sử dụng các hoocmôn thực vật trong nông nghiệp cần chú ý nồng độ tối thích, tính chất đối kháng hay hỗ trợ giữa các hoocmôn, quan tâm đến sự phối hợp của các hoocmôn và điều kiện sinh thái có liên quan đến cây trồng. - Sự cân bằng hoocmôn: Là tương quan giữa các nhóm hoocmôn kích thích sinh trưởng và ức chế sinh trưởng (cân bằng chung) và giữa các hoocmôn (cân bằng riêng) ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của thực vật. Cân bằng chung: Khi các hoocmôn kích thích chiếm ưu thế (ở giai đoạn non), cây sinh trưởng sinh dưỡng mạnh. Khi hoocmôn ức chế chiếm ưu thế, cây sinh trưởng sinh sản mạnh. * Sự ra hoa ở thực vật: - Ra hoa là giai đoạn quan trọng của quá trình phát triển ở thực vật Hạt kín: Chuyển từ giai đoạn sinh trưởng phát triển dinh dưỡng sang giai đoạn sinh trưởng phát triển sinh sản. - Quang chu kì là thời gian chiếu sáng xen kẽ bóng tối (độ dài ngày đêm) ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của cây. Quang chu kì tác động đến sự ra hoa, rụng lá, tạo củ, di chuyển các hợp chất quang hợp. Theo quang chu kì, có thể chia thành 3 loại cây: Cây ngày ngắn (ra hoa trong điều kiện chiếu sáng ít hơn 12 giờ), cây ngày dài (ra hoa trong điều kiện chiếu sáng hơn 12 giờ), cây trung tính (ra hoa trong cả điều kiện ngày dài và ngày ngắn). - Quá trình phát triển được điều hòa bởi các phitocrom. Phitocrôm là sắc tố sắc tố enzim tồn tại ở hai dạng P 660 (Pđ) hấp thụ ánh sáng đỏ (bước sang 660 nm) và P 730 (Pđx) hấp thụ ánh sáng đỏ xa (730 nm), nó tác động đến sự nảy mầm, ra hoa và nhiều quá trình sinh lí khác. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp: Dựa vào nhu cầu ánh sáng để gieo trồng đúng thời vụ, nhập nội, chuyển vùng cây trồng; sử dụng ánh sáng nhân tạo để kích thích hoặc kìm hãm sự ra hoa của cây trồng. Biết được hoocmôn ra hoa –Florigen và cơ chế tác động của nó. Hai dạng phitôcrôm Pđ và Pđx có thể chuyển hoá lẫn nhau dưới tác động của ánh sáng: Sáng, đỏ Pđ Pđx Tối, đỏ xa 2. Sinh trưởng và phát triển ở động vật a) Sự sinh trưởng và phát triển ở động vật - Sinh trưởng là quá trình gia tăng khối lượng, kích thước cơ thể do tăng số lượng, kích thước tế bào động vật. - Phát triển là sự biến đổi hình thái, sinh lí từ hợp tử đến giai đoạn trưởng thành, bao gồm giai đoạn phôi và hậu phôi. - Sinh trưởng và phát triển của cơ thể có quan hệ mật thiết với nhau. Sinh trưởng tạo tiền đề cho phát triển, sinh trưởng là thành phần của phát triển, phát triển thúc đẩy sinh trưởng. - Sinh trưởng và phát triển ở động vật có thể trải qua biến thái hoặc không qua biến thái. + Phát triển không qua biến thái: Là kiểu phát triển mà con non có các đặc điểm hình thái, cấu tạo và sinh lí tương tự với con trưởng thành. Hình thức này gặp ở một số động vật không xương sống và đa số các loài động vật có xương sống. + Phát triển qua biến thái: Là kiểu phát triển mà con non có các đặc điểm hình thái, cấu tạo và sinh lí khác nhau giữa các giai đoạn và khác với con trưởng thành. Phát triển qua biến thái bao gồm: * Phát triển qua biến thái hoàn toàn: Là kiểu phát triển mà con non có các đặc điểm hình thái, cấu tạo và sinh lí rất khác với con trưởng thành. Ví dụ, ở tằm có các giai đoạn: Trứng, tằm (sâu), nhộng (nằm trong kén) và ngài (bướm có cánh). * Phát triển qua biến thái không hoàn toàn: Là kiểu phát triển mà con non chưa hoàn thiện, phải trải qua nhiều lần lột xác để biến đổi thành con trưởng thành. Ví dụ, các loài chân khớp (châu chấu, tôm, cua ), lưỡng cư - Quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật được điều hòa bởi các hoocmon sinh trưởng và phát triển. Động vật có xương sống được điều hòa bởi các hoocmon: hoocmon sinh trưởng, tizoxin, testosteron, estrogen (xem bảng). 12
13. Tên hoocmon Nơi sản xuất Tác dụng sinh lí Hoocmon Tuyến yên - Kích thích phân chia tế bào và tăng kích thước của tế bào qua tăng tổng hợp sinh trưởng prôtêin (GH) - Kích thích phát triển xương. Tiroxin Tuyến giáp - Kích thích chuyển hoá ở tế bào. - Kích thích quá trình sinh trưởng bình thường của cơ thể. Riêng lưỡng cư tiroxin có tác dụng gây biến thái nòng nọc thành ếch. Ơstrogen Buồng trứng Kích thích sinh trưởng và phát triển mạnh ở giai đoạn dậy thì do: + Tăng phát triển xương. + Kích thích phân hoá tế bào để hình thành các đặc điểm sinh dục phụ thứ cấp. Testosteron Tinh hoàn Kích thích sinh trưởng và phát triển mạnh ở giai đoạn dậy thì nhờ: + Tăng phát triển xương. + Kích thích phân hoá tế bào để hình thành các đặc điểm sinh dục phụ thứ cấp. + Tăng tổng hợp prôtêin, phát triển cơ bắp. Côn trùng được điều hòa bởi các hoocmon ecđixơn và juvenin (xem bảng). Tên Nơi sản xuất Tác dụng sinh lí hoocmon Ecđison Tuyến trước ngực + Gây lột xác ở sâu bướm. + Kích thích sâu biến thành nhộng và bướm. Juvenin Thể allata + Gây lột xác ở sâu bướm. + ức chế quá trình chuyển hoá sâu thành nhộng và bướm. - Một số bệnh ở người: Bệnh khổng lồ (thừa GH), bệnh lùn (thiếu GH) ở người; bệnh đần độn do thiếu tizôxin ở trẻ em Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của động vật: - Các nhân tố bên trong: + Hoocmôn sinh trưởng phát triển: Sự sinh trưởng được điều hoà bởi GH và tizôxin; sự phát triển qua biến thái được điều hoà bởi hoocmôn eđixơn và juvenin (đối với sâu bọ) và tizôxin (đối với ếch nhái). - Các nhân tố bên ngoài: Thức ăn: ảnh hưởng mạnh nhất đến quá trình sinh trưởng. Nhiệt độ: mỗi loài động vật chỉ phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ môi trường thích hợp, nếu quá cao hoặc quá thấp đều làm chậm sinh trưởng. Ánh sáng: tia tử ngoại biến tiền tiền D thành vitamin D , ánh sáng ảnh hưởng đến nhiệt độ qua đó tác động đến sinh trưởng, phát triển của động vật. - Điều khiển khả năng sinh trưởng và phát triển của động vật nhằm nâng cao năng suất vật nuôi: + Cải tạo giống: Bằng phương pháp lai giống, chọn lọc nhân tạo, công nghệ phôi tạo ra các giống vật nuôi có năng suất cao, thích nghi với điều kiện địa phương. + Cải thiện môi trường: Cải thiện môi trường sống tối ưu cho từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển (thức ăn, vệ sinh chuồng trại ). - Cải thiện dân số và kế hoạch hoá gia đình: Cải thiện đời sống kinh tế và văn hoá (cải thiện chế độ dinh dưỡng, luyện tập thể thao, sinh hoạt văn hoá lành mạnh ); áp dụng các biện pháp tư vấn di truyền và kĩ thuật y học hiện đại trong công tác bảo vệ bà mẹ, trẻ em. Chương IV. SINH SẢN 1. Sinh sản ở thực vật - Sinh sản: là quá trình tạo ra những cá thể mới, để đảm bảo sự phát triển liên tục của loài. Gồm hai hình thức: sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính. - Sinh sản vô tính ở thực vật: Hình thức sinh sản không có sự kết hợp của giao tử đực và giao tử cái, con sinh ra giống nhau và giống cây mẹ. - Các kiểu sinh sản vô tính: + Sinh sản bằng bào tử: Cá thể con được hình thành từ tế bào đã được biệt hoá của cơ thể mẹ gọi là bào tử. Bào tử được hình thành trong túi bào tử của cây trưởng thành (thể bào tử). + Sinh sản sinh dưỡng: Cơ thể con có thể phát triển từ một phần của cơ quan sinh dưỡng của cơ thể mẹ như thân củ, rễ,lá 13
14. - Phương pháp nhân giống vô tính: Giâm, chiết, ghép, nuôi cấy mô là ứng dụng sinh sản vô tính để nhân nhanh giống và đạt hiệu quả cao trong trồng trọt. Cơ sở sinh học của các biện pháp giâm, chiết ghép là: Lợi dụng khả năng sinh sản sinh dưỡng của thực vật nhờ quá trình nguyên phân. Học sinh hiểu được ưu điểm của các phương pháp nhân giống vô tính so với cây mọc từ hạt: + Duy trì được các đặc tính quý từ cây gốc nhờ nguyên phân. + Rút ngắn được thời gian sinh trưởng, phát triển của cây cho thu hoạch sớm. - Sinh sản hữu tính ở thực vật: Là hình thức sinh sản có sự kết hợp giữa giao tử đực và giao tử cái thông qua thụ tinh tạo nên hợp tử. - Sinh sản hữu tính ở thực vật có hoa bao gồm các giai đoạn: Hình thành hạt phấn (hoặc túi phôi), thụ phấn, thụ tinh, tạo quả và phát triển phôi tạo thành cây non. + Hình thành hạt phấn: 1 tế bào sinh hạt phấn (2n) giảm phân tạo 4 tế bào đơn bội (n), mỗi tế bào đơn bội nguyên phân 1 lần nữa tạo ra hạt phấn có 2 nhân (nhân sinh dưỡng và nhân sinh sản). + Hình thành túi phôi: 1 tế bào sinh noãn (2n) giảm phân tạo 4 tế bào đơn bội (n), 3 trong 4 bị thóai hóa, 1 tế bào nguyên phân 3 lần tạo túi phôi (có noãn cầu và nhân phụ 2n). + Thụ phấn là hiện tượng hạt phấn tiếp xúc với đầu nhuỵ. Thụ phấn có thể là tự thụ phấn hoặc giao phấn (nhờ gió, nước, sâu bọ ). + Thụ tinh thực vật có hoa là quá trình thụ tinh kép: 1 tinh tử kết hợp với noãn cầu tạo hợp tử (phát triển thành phôi). 1 tinh tử kết hợp với nhân phụ tạo nhân tam bội (phát triển thành phôi nhũ). + Hình thành hạt, quả: Sau thụ tinh, noãn phát triển thành hạt, bầu nhụy phát triển thành quả. - Phân biệt sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính: Điểm phân biệt Sinh sản vô tính Sinh sản hữu tính Khái niệm Không có sự kết hợp của giao tử đực và Có sự kết hợp của giao tử đực (n) và giao tử cái (n) giao tử cái, con sinh ra từ một phần của thông qua thụ tinh tạo hợp tử (2n). Hợp tử phát triển cơ thể mẹ. thành cơ thể. Cơ sở tế bào Nguyên phân. Giảm phân, thụ tinh và nguyên phân. học Đặc điểm di - Các thế hệ con mang đặc điểm di - Các thế hệ con mang đặc điểm di truyền của cả bố và truyền truyền giống nhau và giống mẹ. mẹ, có thể xuất hiện tính trạng mới. - Có sự đa dạng di truyền cao hơn. - Ít đa dạng về mặt di truyền. Ý nghĩa - Tạo ra các cá thể thích nghi với điều - Tạo ra các cá thể thích nghi tốt hơn với đời sống thay kiện sống ổn định. đổi 2. Sinh sản ở động vật a) Sinh sản vô tính - Sinh sản vô tính là hình thức sinh sản mà một cá thể sinh ra một hoặc nhiều cá thể mới giống hệt mình, không có sự kết hợp giữa tinh trùng và tế bào trứng. Cơ thể con được hình thành từ một phần cơ thể mẹ (phân đôi, nảy chồi, phân mảnh) hoặc từ tế bào trứng (trinh sản) nhờ nguyên phân. Hình thức Nội dung Nhóm sinh vật sinh sản Phân đôi Cơ thể mẹ tự co thắt tạo thành 2 phần giống nhau, mỗi Động vật nguyên sinh, giun phần sẽ phát triển thành một cá thể. Sự phân đôi có thể dẹp. theo chiều dọc, ngang hoặc nhiều chiều. Nảy chồi Một phần của cơ thể phát triển hơn các vùng lân cận, tạo Ruột khoang, bọt biển. thành cơ thể mới. Cơ thể con có thể sống bám trên cơ thể mẹ hoặc sống tách độc lập. Phân Cơ thể mẹ tách thành nhiều phần nhỏ, mỗi phần phát triển Bọt biển. mảnh thành một cơ thể mới. Trinh sản Hiện tượng giao tử cái không qua thụ tinh phát triển thành Chân khớp như Ong, kiến, rệp (trinh sản) cơ thể đơn bội (n). Thường xen kẽ với sinh sản hữu tính. 14
15. Sinh sản vô tính tạo ra cơ thể mới, tái sinh các bộ phận không tạo ra cơ thể mới không phải là hình thức sinh sản. - Nuôi mô sống: Mô động vật nuôi cấy trong môi trường có đủ chất dinh dưỡng, vô trùng, nhiệt độ thích hợp mô tồn tại và phát triển. - Nguyên tắc nuôi cấy mô và nhân bản vô tính: Lợi dụng khả năng sinh sản vô tính của tế bào (do quá trình nguyên phân). * Cấy ghép mô: Ghép mô hoặc cơ quan cho chính cơ thể (tự ghép) hoặc ghép vào cơ thể khác có sự tương đồng về mặt di truyền (đồng ghép) hoặc ghép vào cơ thê khác loài, không tương đồng về mặt di truyền (dị ghép). - Nhân bản vô tính: Chuyển nhân của một tế bào xôma (2n) vào một tế bào trứng đã lấy mất nhân kích thích tế bào trứng phát triển thành phôi, cơ thể mới đem cấy trở lại vào dạ con. b) Sinh sản hữu tính - Sinh sản hữu tính ở động vật: Là hình thức sinh sản tạo ra cá thể mới do có sự hợp nhất của giao tử đực và giao tử cái đơn bội tạo thành hợp tử, hợp tử phát triển thành cơ thể mới. - Ở hầu hết các loài quá trình sinh sản đều trải qua 3 giai đoạn: Hình thành giao tử (tinh trùng và trứng), thụ tinh (kết hợp giữa 2 loại giao tử), phát triển phôi thai (hợp tử phát triển thành cơ thể mới). - Hình thành giao tử ở cơ thể đực và cái khác nhau: + Hình thành tinh trùng: 1 tế bào sinh tinh trùng giảm phân và hình thành 4 tinh trùng + Hình thành trứng: 1 tế bào sinh trứng giảm phân tạo 4 tế bào đơn bội: 3 thể cực, 1 tế bào trứng. - Thụ tinh bao gồm thụ tinh ngoài (xảy ra trong môi trường nước) và thụ tinh trong (xảy ra trong cơ quan sinh sản). - Các hình thức thụ tinh bao gồm: Tự phối - tự thụ tinh và giao phối – thụ tinh chéo. + Tự thụ tinh: 1 cá thể có thể hình thành cả giao tử đực và giao tử cái, các giao tử đực và giao tử cái của cá thể này thụ tinh với nhau. + Thụ tinh chéo: 1 cá thể sinh ra tinh trùng, một cá thể sinh ra trứng, rồi hai loại giao tử này thụ tinh với nhau. Thụ tinh chéo bao gồm thụ tinh ngoài và thụ tinh trong. - Hình thức sinh sản: + Đẻ trứng: Trứng có thể được đẻ ra ngoài rồi thụ tinh (thụ tinh ngoài) hoặc trứng được thụ tinh và đẻ ra ngoài (thụ tinh trong) Phát triển thành phôi con non. + Đẻ con: Trứng được thụ tinh trong cơ quan sinh sản (thụ tinh trong) tạo hợp tử phát triển thành phôi con non đẻ ra ngoài. Trứng có thể phát triển thành phôi, con non nhờ noãn hoàng (một số loài cá, bò sát) hoặc trứng phát triển thành phôi, phôi thai phát triển trong cơ quan sinh sản cơ thể cái nhờ tiếp nhận chất dinh dưỡng từ máu mẹ qua nhau thai (thú). - Chiều hướng tiến hoá trong sinh sản hữu tính ở động vật: + Cơ thể: Cơ quan sinh sản chưa phân hoá phân hoá. Cơ thể lưỡng tính cơ thể đơn tính. + Hình thức thụ tinh: Tự thụ tinh thụ tinh chéo. Thụ tinh ngoài thụ tinh trong. + Hình thức sinh sản: Đẻ trứng đẻ con. Trứng, con sinh ra không được chăm sóc, bảo vệ Trứng, con sinh ra được chăm sóc, bảo vệ. - Sinh sản ở động vật được điều hòa chủ yếu bởi các hoocmon sinh dục và hệ thần kinh theo cơ chế điều hòa ngược. Ngoài ra các yếu tố môi trường cũng ảnh hưởng lên quá trình sinh sản. (sử dụng hình 46.1 và 46.2 để trình bày cơ chế điều hoà sinh sản) ở người. 15
16. - Tăng sinh: Tăng khả năng sinh sản (tăng số con được sinh ra). - Điều khiển số con: Làm tăng hoặc giảm số con. + Làm tăng số con: * Sử dụng hoocmon, hoặc tạo điều kiện môi trường thuận lợi để tăng số lứa (thay đổi chế độ chiếu sáng có thể làm gà nuôi đẻ 2 trứng/ngày), tăng số con đẻ trong một lứa (sử dụng hoocmon thuỳ trước tuyến yên có thể gây đa thai) * Thụ tinh nhân tạo: tinh trùng được lấy từ cơ thể đực, bảo quản lạnh. Sau đó lấy thụ tinh trong cơ thể cái hoặc thụ tinh ngoài cơ thể cái (tách trứng ra ngoài cơ thể), trứng sau khi thụ tinh được cấy trở lại cơ thể cái. Biện pháp này làm tăng hiệu quả của quá trình thụ tinh tạo hợp tử, tăng khả năng sinh sản ngoài ra có thể tạo ra thế hệ con theo ý muốn (giới tính, các đặc tính quý của con đực ). * Nuôi cấy phôi: Sử dụng hoocmon thúc đẩy trứng chín và rụng tách các trứng ra ngoài cho trứng thụ tinh với tinh trùng trong ống nghiệm tạo các hợp tử nuôi cấy trong môi trường thích hợp để phát triển thành phôi (có thể dùng phương pháp tách hợp tử đang phân chia tạo nhiều phôi) đến giai đoạn nhất định cấy phôi vào tử cung con cái. + Làm giảm số con (đối với con người): Ở người, cần sinh đẻ có kế hoạch (điều chỉnh số con, thời điểm và khoảng cách sinh con phù hợp) để nâng cao chất lượng cuộc sống của cá nhân, cộng đồng. Có nhiều biện pháp sinh đẻ có kế hoạch hiệu quả như sử dụng bao cao su, dụng cụ tử cung, đình sản, thuốc tránh thai Kế hoạch hoá dân số, đảm bảo sức khoẻ sinh sản (đặc biệt là sức khoẻ sinh sản vị thành niên). - Điều khiển giới tính: Tăng tỉ lệ đực hoặc cái. Muốn tăng nhanh đàn gia súc, thu hoạch nhiều trứng, sữa cần tăng nhiều con cái. Muốn thu nhiều thịt, tơ tằm cần tăng nhiều con đực. Biện pháp điều khiển: Sử dụng các biện pháp kĩ thuật như lọc, li tâm, điện di để tách tinh trùng thành hai loại (X và Y) sau đó tuỳ theo nhu cầu về đực hay cái mà chọn loại tinh trùng thụ tinh với trứng. 16